사례 연구 Mc Gills Mars Rover에 SBG 관성 내비게이션 시스템 통합

Ellipse-N을 탑재한 화성 탐사차 UGV

맥길 대학교의 반자율 화성 탐사 로버는 자율 내비게이션을 위해 SBG 소형 INS/GNSS를 통합합니다.

“이 장치 덕분에 500미터 이상의 맹목적인 내비게이션 후 마지막 웨이포인트에서 20센티미터 떨어진 지점에 정지할 수 있었는데, 이는 대회에서 전례 없는 성과였습니다.” | 맥길 로보틱스 팀

INS차량
화성 탐사 로버 Mc Gills Robotics

맥길 로보틱스 팀은 두 개의 국제 대회에 참가하기 위해 로봇을 설계했습니다. 이 대회에서는 각 팀이 숨겨진 제어 센터에서 화성 같은 사막 환경에서 로버를 조작하여 다양한 임무를 통해 복잡한 작업을 수행해야 했습니다.

이러한 작업에는 험난한 지형 횡단, 원격 위치로 페이로드 운반, 복잡한 제어판 서비스, 그리고 수집된 토양 샘플 분석이 포함되었습니다.

각 임무 동안, 팀은 1킬로미터 이상 떨어진 거리에서 로버를 무선으로 조작하고 온보드 IMU, GPS, 카메라 및 과학 장비에서 제공되는 센서 피드백에 지속적으로 의존해야 했습니다.

연구팀은 대회 사이에 SBG Systems의 IG-500N을 도입했으며, 이는 ERC 성공에 매우 중요했습니다. 또한, IG-500N의 정밀도는 블라인드 내비게이션 작업에서 최고 점수를 가능하게 했습니다. 이 작업에서 팀은 카메라를 사용하지 않고 어려운 지형에서 GPS 좌표로 이동합니다.

Mc Gills 팀
Mc Gills 팀. | 출처: Mc GillsRobotics

이 장치를 통해 500미터 이상의 블라인드 내비게이션 후 마지막 웨이포인트에서 20센티미터 떨어진 곳에 우리 자신을 고정시킬 수 있었는데, 이는 이전에는 대회에서 달성된 적이 없었습니다.

Mc Gills는 IG-500N과 함께 배포된 sbgCom 라이브러리를 C++ 래퍼를 사용하여 소프트웨어 아키텍처에 효과적으로 통합했습니다.

그들은 클래스의 생성자에서 초기화 함수를 사용하고 스레드 안전(thread-safe) 작업을 위한 콜백 함수를 구현하여, 나머지 시스템으로의 전송 프로세스를 중단하지 않고 연속 모드에서 장치로부터 업데이트를 계속 수신할 수 있도록 했습니다. 이는 이후 ROS 퍼블리셔 생성에 사용되었습니다. 라이브러리의 구현 및 인터페이스 설계 품질 덕분에 이 모든 과정이 매우 사용자 친화적이고 상당히 쉬웠습니다.

비디오 축소판

“SBG Systems의 뛰어난 지원이 없었다면 European Rover Challenge에서 우리의 뛰어난 업적은 불가능했을 것이기 때문에 SBG Systems에 진심으로 감사드립니다.” | McGill Robotics 팀

화성 탐사 로버 로봇 INS
화성 탐사 로버 로봇
0.0 5 °
롤 및 피치 (RTK)
0. 2 °
방위 (RTK 고동역학)
1 cm
RTK GNSS 위치
47 g
INS 총 중량

Ellipse-N

Ellipse-N은 통합 듀얼 밴드, 쿼드 성좌 GNSS 수신기를 갖춘 소형 고성능 RTK INS입니다. 또한, 롤, 피치, 헤딩, 상하 동요(heave) 및 센티미터급 GNSS 위치를 제공합니다.

Ellipse-N 센서는 동적 환경 및 열악한 GNSS 조건에서 최고의 성능을 발휘합니다. 또한, 자기 헤딩을 사용하여 낮은 동적 애플리케이션에서도 작동합니다.

전체 사양 액세스
Ellipse N INS 장치 체크미디어

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FAQ 섹션에 오신 것을 환영합니다! 여기에서는 SBG Systems에서 소개하는 애플리케이션에 대한 가장 일반적인 질문에 대한 답변을 찾을 수 있습니다. 찾고 있는 내용이 없으면 언제든지 직접 문의하십시오!

페이로드란 무엇입니까?

페이로드는 차량(드론, 선박 등)이 기본적인 기능 외에 의도된 목적을 수행하기 위해 탑재하는 모든 장비, 장치 또는 재료를 의미합니다. 페이로드는 모터, 배터리 및 프레임과 같이 차량 작동에 필요한 구성 요소와는 별개입니다.

탑재 하중 예:

  • 카메라: 고해상도 카메라, 열화상 카메라 등
  • 센서: LiDAR, 초분광 센서, 화학 센서 등
  • 통신 장비: 라디오, 신호 중계기 등
  • 과학 기기: 기상 센서, 공기 샘플러 등
  • 기타 특수 장비

INS는 외부 보조 센서로부터 입력을 받습니까?

당사의 관성 항법 장치(INS)는 공기 데이터 센서, 자력계, 주행 거리계, DVL 등과 같은 외부 지원 센서의 입력을 허용합니다.

이러한 통합은 INS를 매우 다재다능하고 신뢰할 수 있게 만들며, 특히 GNSS 사용이 어려운 환경에서 더욱 그렇습니다.

이러한 외부 센서는 보완적인 데이터를 제공함으로써 INS의 전반적인 성능과 정확성을 향상시킵니다.

IMU와 INS의 차이점은 무엇입니까?

관성 측정 장치(IMU)와 관성 항법 시스템(INS)의 차이는 기능과 복잡성에 있습니다.
IMU(관성 측정 장치)는 가속도계와 자이로스코프를 통해 측정된 차량의 선형 가속도 및 각속도에 대한 원시 데이터를 제공합니다. 이는 롤, 피치, 요 및 움직임에 대한 정보를 제공하지만, 위치나 항법 데이터는 계산하지 않습니다. IMU는 외부 처리 과정을 통해 위치나 속도를 결정하기 위한 움직임 및 방향에 대한 필수 데이터를 전달하도록 특별히 설계되었습니다.
반면, INS(관성 항법 시스템)는 IMU 데이터와 고급 알고리즘을 결합하여 시간에 따른 차량의 위치, 속도 및 자세를 계산합니다. 센서 융합 및 통합을 위해 칼만 필터링과 같은 항법 알고리즘을 통합합니다. INS는 위치, 속도 및 자세를 포함한 실시간 항법 데이터를 제공하며, GNSS와 같은 외부 위치 확인 시스템에 의존하지 않습니다.
이 항법 시스템은 포괄적인 항법 솔루션이 필요한 애플리케이션, 특히 군용 UAV, 선박 및 잠수함과 같이 GNSS 사용이 제한된 환경에서 주로 활용됩니다.